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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlauchschelle mit einem Schellenband, in das mehrere mit einem jeweiligen Abstand aufeinander folgende Gewindezähne eingebracht sind, in die eine Spannschraube einer Spanneinrichtung der Schlauchschelle in Eingriff bringbar ist, um das Schellenband zu spannen, wobei die Spannschraube ein Schraubgewinde mit einer definierten Steigung aufweist.
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STAND DER TECHNIK
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Beispielsweise offenbart
DE 197 18 776 C2 ein Beispiel einer Schlauchschelle mit einem Schellenband, in das mehrere mit einem jeweiligen Abstand aufeinander folgende Gewindezähne eingebracht sind. Dabei sind die Gewindezähne in Form von Freistanzungen oder Aufprägungen in das Schellenband eingebracht. Die Abstände der einzelnen Gewindezähne zueinander sind jeweils gleich und an die Steigung des Schraubgewindes der Spannschraube angepasst. Mit zunehmender Krümmung des Schellenbandes verändert sich jedoch der Abstand zwischen den Gewindezähnen. Schließlich stimmt dieser insbesondere bei kleinen Durchmessern mit der Steigung des Schraubgewindes nicht mehr überein.
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Weiterhin zeigt
DE 10 2009 051 128 A1 eine Schlauchschelle mit einem Schellenband, das Gewindezähne aufweist, die radial aus dem Schellenbandes hervorstehen. Insbesondere dann, wenn das Schellenband eine Krümmung erfährt, nimmt der Abstand der Kopfseiten der einzelnen radial vorstehenden Gewindezähne zu. Läuft das Schellenband in die Spanneinrichtung ein, so muss das Gewinde der Spannschraube mit jeder Umdrehung einen neuen Gewindezahn des Schellenbandes greifen. Ist die Krümmung des Schellenbandes zu stark, stimmt die Steigung des Gewindes der Spannschraube mit dem Abstand der Gewindezähne und deren sich ergebenden Steigung nicht mehr überein. Im Ergebnis können sich Beschädigungen an der Spannschraube und/oder an den Gewindezähnen ergeben. Die aufbringbare Zugkraft durch die Spanneinrichtung in das Schellenband wird damit limitiert. Überdies kann die Schlauchschelle beschädigt und eine Wiederverwendung unmöglich werden.
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Die Abstimmung des Gewindeeingriffs einer Schneckengewindeschelle erfolgt gemäß dem Stand der Technik also lediglich dadurch, dass die Gewindesteigung des geprägten Schellenbandes im flachen Zustand der Gewindesteigung der Spannschraube entspricht. Durch das Biegen beziehungsweise Runden des Schellenbandes kommt es jedoch zu einer durchmesserabhängigen Änderung der Abstände der einzelnen Gewindezähne zueinander. Bei größeren Biegungen und damit kleineren Durchmessern der Schlauchschelle passt der Abstand der Gewindezähne und damit die sich ergebende Steigung mit der Steigung der Spannschraube in der Spanneinrichtung nicht mehr überein und es passt bei kleinen Durchmessern das Bandgewinde nicht mehr zum Schraubgewinde und wird bereits beim Einlauf in die Eingriffszone der Spannschraube beschädigt. Hierdurch reduziert sich die generierbare Zugkraft in das Schellenband hinein und damit ist die Funktion der Schlauchschelle beeinträchtigt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und insbesondere eine Schlauchschelle mit einem Schellenband bereit zu stellen, die verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist und über große Durchmesserdifferenzen das Einbringen einer hohen Zugkraft in das Schellenband ermöglicht. Insbesondere sollen die mechanischen Eigenschaften der Schlauchschelle verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schlauchschelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt insbesondere die technische Lehre ein, dass der Abstand der Gewindezähne einer angepassten Steigung entspricht, die im gekrümmten Zustand des Schellenbandes an die Steigung des Schraubgewindes der Spannschraube angepasst ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Weiterbildung der Schlauchschelle wird erreicht, dass gerade bei gekrümmten Schellenband die Steigung der Gewindezähne weitestgehend mit der Gewindesteigung der Spannschraube übereinstimmt. Damit betrifft die Erfindung mit anderen Worten eine Schlauchschelle mit einer angepassten Bandgewindeprägegeometrie im flachen Band. Die Gewindeprägung ist im flachen Zustand des Schellenbandes in der Form angepasst, dass durch ein Biegen zum jeweiligen Schellendurchmesser eine im Schraubeneingriff befindliche, lokale Bandgewindesteigung erzeugt wird, die bestmöglich zur Steigung der Spannschraube der Spanneinrichtung passt.
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Beispielsweise ist der Abstand der Gewindezähne der angepassten Steigung so ausgebildet, dass diese im flachen Zustand des Schellenbandes kleiner ist als die Steigung des Schraubgewindes der Spannschraube. Wird eine Krümmung in das Schellenband eingeleitet, so vergrößert sich der Abstand der nach außen ragenden Gewindezähne, sodass sich auch deren Steigung vergrößert. Erst diese vergrößerte Steigung entspricht dann der des Schraubgewindes. In anderen Worten ruft der Abstand der Gewindezähne bei einem flach ausgestreckten Schellenband bei diesem Beispiel mit nach außen gerichteten Zähnen eine kleinere Steigung hervor, als die Steigung des Schraubgewindes.
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Bei nach innen gerichteten, eingeprägten Zähnen ist der Abstand der Gewindezähne der angepassten Steigung vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese im flachen Zustand des Schellenbandes größer ist als die Steigung des Schraubgewindes der Spannschraube. Unter nach innen gerichteten Zähnen ist eine Ausbildung zu verstehen, bei der die Zahnspitzen radial innerhalb der neutralen Faser des Schellenbandes liegen. Bei nach außen gerichteten Zähnen liegen die Zahnspitzen dann entsprechend radial außerhalb der neutralen Faser des Schellenbandes. Bei Einleitung einer Krümmung, also beim Spannen der Schelle, verkleinert sich bei nach innen eingeprägten Zähnen der Abstand der nach innen gerichteten Gewindezähne, so dass sich die resultierende Steigung an die Steigung des Schraubgewindes der Spannschraube anpasst.
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Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass der Abstand der Gewindezähne einer angepassten Steigung entspricht, die in einer Einzugrichtung des Schellenbandes in die Spanneinrichtung von Gewindezahn zu Gewindezahn zunehmend größer oder kleiner wird. Mit anderen Worten hat dadurch, bezogen auf ein flach ausgestrecktes Schellenband, der zuerst in die Spanneinrichtung einlaufende Bandgewindebereich einen größeren oder kleineren Steigungsabstand als die danach bzw. zuletzt einlaufenden Bandgewindebereiche. Ein zunehmend größerer Steigungsabstand ist bei nach außen gerichteten Gewindezähnen zu wählen, während bei nach innen eingeprägten Gewindezähnen ein zunehmend kleinerer Abstand vorzusehen ist. Mit einer angepassten Steigung, die entlang des Schellenbandes sich stetig ändernde Abstände der Gewindezähne hervorruft, passen sich mit zunehmender Krümmung des Schellenbandes die Abstände der Gewindezähne bei fortschreitender Krümmung an die Steigung der Spannschraube über einen großen Verstellbereich an. Bei einem großen Durchmesser der Schlauchschelle und einer damit verbundenen geringen Eintauchtiefe des Schellenbandes in die Spanneinrichtung sind die Abstände der radial nach außen vorstehenden Gewindezähne bezogen auf ein flach ausgestrecktes Band noch größer. Mit zunehmender Einzugtiefe des Schellenbandes in die Spanneinrichtung nimmt dann der Abstand der Gewindezähne bezogen auf ein flach ausgestrecktes Band zueinander ab. Durch den kleiner werdenden Durchmesser beim Spannen der Schlauchschelle und die daraus resultierende stärkere Krümmung des Schellenbandes nimmt der Abstand der radial erhabenen Gewindezähne jedoch insbesondere im Bereich der Zahnköpfe wieder weiter zu, sodass über den gesamten Verstellbereich eine Übereinstimmung der Gewindesteigungen erreicht wird. In anderen Worten ist – beginnend vom freien Ende des Schellenbandes – der Abstand der radial erhabenen Gewindezähne zunächst größer und wird mit weiterem Weg in Richtung zum gegenüberliegenden Ende und der dort angebrachten Spanneinrichtung kleiner. Bei radial eingedrückten bzw. radial nach innen gerichteten Gewindezähnen ergibt sich eine genau reziproke Ausgestaltung.
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Die Erfindung sieht dabei insbesondere vor, dass sich der Abstand benachbarter Gewindezähne zueinander mit einer Steigungsänderung ändert. Die Steigungsänderung ist dabei insbesondere stetig beziehungsweise proportional, sodass die sich ändernden Abstände gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel jeweils um den gleichen Betrag verändert werden.
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Die Gewindezähne weisen im flachen Zustand des Schellenbandes eine Höhe h auf, wobei die Höhe h einen Wert von 0,5 mm bis 10 mm umfasst. Das Schellenband weist ferner eine neutrale Faser NF mit einer Höhe hNF auf, für die gilt:
[0 – 0,5·h] < hNF < h bei radial nach außen gerichteten Gewindezähnen und
h < hNF < [h + 0,5·h] bei radial nach innen gerichteten Gewindezähnen.
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Damit ist die Position der neutralen Faser entsprechend bestimmt, und ein Korrekturquotient e der Steigung des Bandes im flachen Zustand lautet abhängig vom Schellendurchmesser D: e = [D + h – hNF]/[D + hNF].
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Die durch den Korrekturquotienten sich ergebende angepasste Steigung des Schellenbandes im flachen Zustand lautet damit p‘ = p/e. wobei p der Gewindesteigung der Spannschraube entspricht.
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Die Gewindezähne können mittels eines Stanzverfahrens oder eines anderen Umformverfahrens in das Schellenband eingebracht sein, wobei die Abstände der Gewindezähne mittels eines Stanzwerkzeuges vorgegeben sind. So kann das Stanzwerkzeug beispielsweise durch ein Rollieren das Schellenband bearbeiten und die einzelnen Gewindezähne durch ein Ausklinken oder durch ein Durchsetzen erzeugen. Dabei kann das Werkzeug bereits die entsprechenden Abstände der Gewindezähne zueinander vorgeben, oder das Schellenband wird bei entsprechender Einprägung der einzelnen Gewindezähne mit entsprechendem Vorschub unter dem Werkzeug her bewegt.
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BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 ein Schellenband einer Schlauchschelle in einem flach ausgestreckten Zustand mit Gewindezähnen, die auf konventionelle Weise zueinander ausgeführt sind,
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2 die Seitenansicht einer Spannschraube für eine Spanneinrichtung einer Schlauchschelle,
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3 ein Schellenband in einem gekrümmten Zustand,
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4 ein Schellenband mit Gewindezähnen, wobei das Schellenband in einem flachen Zustand gezeigt ist und wobei die Gewindezähne erfindungsgemäß Abstände zueinander aufweisen, die zu einer Steigung führen, die von der Steigung der Spannschraube gemäß 2 abweicht.
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1 zeigt ein Schellenband 1 einer Schlauchschelle nach dem Stand der Technik in einem flachen, ausgestreckten Zustand. Auf der Oberseite des Schellenbandes 1 sind mehrere Gewindezähne 2 ausgebildet, die beispielsweise durch Ausstanzungen, Ausklinkungen oder dergleichen aus dem flachen Schellenband 1 hergestellt sein können. Die einzelnen Gewindezähne 2 weisen einen Abstand zueinander auf, der einer Steigung p entspricht. Die einzelnen Gewindezähne 2 weisen jeweils einen gleichen Abstand zueinander auf, sodass sich entlang des Schellenbandes 1 die Steigung p von Gewindezahn zu Gewindezahn nicht ändert.
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Die Gewindezähne 2 weisen eine Höhe h auf. Dabei sind weitere Höhenangaben eingezeichnet.
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2 zeigt eine Spannschraube 3, wie diese in einer Spanneinrichtung einer Schlauchschelle Verwendung findet. Die Spannschraube 3 weist ein Schraubgewinde 4 auf. Das Schraubgewinde 4 hat dabei eine konstante Steigung p.
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3 zeigt das Schellenband 1 gemäß 1 (Stand der Technik) in einer mit einem Radius R gekrümmten Anordnung. Die nach außen weisenden Gewindezähne 2 ragen dabei über dem Schellenband 1 empor, sodass sich die Steigung bei gebogenen Schellenband um eine Steigungsänderung Δp ändert. Wegen der beim Spannen in das Schellenband 1 eingebrachten zunehmenden Krümmung vergrößert sich der Abstand zwischen den Gewindezähnen und damit die tatsächliche Steigung. Läuft das Schellenband 1 beim weiteren Spannen weiter in die Spanneinrichtung ein, kann die Spannschraube 3 mit ihrer unveränderten Steigung p aufgrund der sich einstellenden Steigungsänderung Δp nicht mehr geometrisch exakt in die Gewindezähne 2 eingreifen.
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4 zeigt ein erfindungsgemäß weitergebildetes Schellenband 1 einer Schlauchschelle. Beispielhaft sind vier Gewindezähne 2 auf der Oberseite des Schellenbandes 1 dargestellt.
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Die beiden mittleren Gewindezähne 2 sind mit der Steigung p zueinander beabstandet, wobei ein Abstand des ganz links dargestellten Gewindezahn 2 zum zweiten, benachbarten Gewindezahn 2 um den Betrag der Steigungsänderung Δp vergrößert ist, sodass sich eine angepasste Steigung p‘ ergibt. Diese Ausgestaltung ist bei radial nach innen gerichteten Gewindezähnen vorgesehen, deren Spitze radial innerhalb der neutralen Faser des gekrümmten Schellenbandes liegen.
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Der dritte Gewindezahn 2 weist zum letzten, vierten Gewindezahn 2 einen kleineren Abstand bzw. eine kleinere Steigung auf, die sich bestimmt durch die Steigung p gemäß der Spannschraube 3 abzüglich der Steigungsänderung Δp. Diese Ausgestaltung kommt bei radial erhabenen Gewindezähnen zum Einsatz, deren Spitzen radial außerhalb der neutralen Faser des gekrümmten Schellenbandes liegen. Je stärker die Krümmung des Schellenbandes 1 ist und je kleiner der Radius R wird, desto stärker ergibt sich der Effekt der Ausdehnung der Kopfbereiche der Gewindezähne 2 zueinander.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schellenband
- 2
- Gewindezahn
- 3
- Schraube
- 4
- Schraubgewinde
- p
- Steigung
- p‘
- angepasste Steigung
- Δp
- Steigungsänderung
- e
- Korrekturquotient
- D
- Schellendurchmesser
- R
- Radius
- NF
- neutrale Faser
- h
- Höhe des Gewindezahns
- hNF
- Höhe der neutralen Faser
